ऊर्जा स्तर के उदाहरण. परमाणु का ऊर्जा स्तर. इंट्रान्यूक्लियर ऊर्जा स्तर

विश्व में मौजूद सभी लोगों को ऊर्जा विकास के स्तर के अनुसार कई समूहों में विभाजित किया जा सकता है।

• स्तर 1. निम्नतम स्तर. इसमें अशांत और कमजोर ऊर्जा क्षेत्र वाले लोग शामिल हैं। अक्सर ये मानवता के प्रतिनिधि होते हैं जिन्हें पुरानी या अस्थायी बीमारियाँ होती हैं।
• लेवल 2. आबादी का एक हिस्सा जो कोकेशियान जाति से संबंधित है और सचेत रूप से अपने बायोफिल्ड को प्रतिबिंबित नहीं करता है।
• लेवल 3. यह आपको न केवल अपने बायोफिल्ड, बल्कि दूसरे व्यक्ति की ऊर्जा को भी महसूस करने का अवसर देता है। जो लोग ऐसा कर सकते हैं उन्हें अक्सर मनोविज्ञानी कहा जाता है।
• लेवल 4. ग्रह के निवासियों का एक हिस्सा जो ऊर्जा को केंद्रित करने में सक्षम है और फिर इसे जीवित प्राणियों (लोगों और जानवरों), घटनाओं, आसपास की वस्तुओं और प्रभावित होने वाली हर चीज की ओर निर्देशित करता है। इस समूह में जादूगर शामिल हैं जो अंधेरे और हल्के जादू (चिकित्सक, मरहम लगाने वाले, चुड़ैलों, जादूगर, जादूगर) में महारत हासिल करते हैं। भारतीय देशों में ऐसे लोगों को एस्मर और हीलर कहा जाता है। शुरुआती योगियों को भी चौथे स्तर पर माना जाता है।
• स्तर 5. पांचवें समूह में वे लोग शामिल हैं जो अपने शरीर को पुनर्जीवित करने और पुनर्स्थापित करने में सक्षम हैं सेलुलर स्तर(रोगाणु कोशिकाओं को छोड़कर)। प्रकृति में, कोई भी व्यक्ति जन्म से ही ऐसी शक्ति से संपन्न नहीं होता है। पांचवें और छठे स्तर की ऊर्जा रखने वाले प्रत्येक व्यक्ति ने अपने बायोफिल्ड के आत्म-सुधार और विकास पर जबरदस्त काम किया है।
• स्तर 6-8. आत्म-जागरूकता की सीमा ऊर्जा क्षेत्र, जो योगियों, उच्चतम स्तर के भारतीय जादूगरों के पास है। ऐसे लोग किसी व्यक्ति और उसके बाद की पीढ़ियों के भाग्य को प्रभावित करने, मानस को नियंत्रित करने और सचेत रूप से अन्य गंभीर परिवर्तन करने में सक्षम होते हैं।

गूढ़ वैज्ञानिक जी. लैंडिस ने एक दर्जन से अधिक कारकों की पहचान की है जो किसी व्यक्ति को अपना ऊर्जा स्तर विकसित करने में मदद करते हैं।

1. ऐसे व्यायाम करना जो बायोफिल्ड की ताकत बढ़ाने में मदद करते हैं।
2. ध्यान केंद्रित करना सकारात्मक भावनाएँनकारात्मक के बजाय. पहले का संचय और दूसरे का उन्मूलन।
3. आत्मचिन्तन एवं मनन।
4. उच्च ऊर्जा स्तर से संबंधित लोगों के साथ निरंतर संचार और संपर्क।
5. ब्रह्मांड की अधिक से अधिक ऊर्जा को अवशोषित करने की इच्छा - प्राण।
6. अपने सभी कर्तव्य पूरे करें.
7. भोजन से केवल उपयोगी ऊर्जा प्राप्त करने की शरीर की क्षमता का विकास करना।
8. सही तरीके से सांस लेना सीखें ताकि सांस लेने के दौरान गैस का आदान-प्रदान अधिक तीव्रता से हो।
9. शारीरिक सहनशक्ति का विकास.
10. रीढ़ और जोड़ों के लचीलेपन में सुधार लाने के उद्देश्य से व्यायाम करना।
11. नींद के दौरान जैविक ऊर्जा प्राप्त करना और संग्रहीत करना।
12. खोखली बातों और ऐसे कार्यों से बचें जो लाभकारी न हों।
13. जीवित प्राणियों (पशु-पक्षियों) से निरंतर संपर्क।
14. पौधे और सब्जियाँ उगाना (बगीचे में फूल, फलों की फसल उगाना)
15. एक शौक के तौर पर कला के क्षेत्र में खुद को समर्पित करना।
16. शाकाहार या मांस और उससे बने व्यंजनों का सेवन कम से कम करना।

अपने बायोफिल्ड को विकसित करने के लिए, सूची में नामित प्रत्येक आइटम को निर्विवाद रूप से पूरा करने की आवश्यकता नहीं है। आप दिए गए कुछ सुझावों को अपना सकते हैं और उन्हें लगातार और पूरी तरह से लागू करने का प्रयास कर सकते हैं। यह विकल्प सभी अनुशंसाओं का पालन करने का प्रयास करने, लेकिन अंततः निर्दिष्ट निर्देशों के बारे में बेईमानी करने से बेहतर होगा। सूची के पहले भाग के बिंदुओं पर टिके रहना अच्छा होगा, क्योंकि उनका ऊर्जा स्तर के विकास पर सबसे अधिक लाभकारी प्रभाव पड़ता है।

ई.एन.फ्रेन्केल

रसायन शास्त्र ट्यूटोरियल

उन लोगों के लिए एक मैनुअल जो रसायन विज्ञान नहीं जानते, लेकिन सीखना और समझना चाहते हैं

भाग I. सामान्य रसायन विज्ञान के तत्व
(पहला कठिनाई स्तर)

निरंतरता. क्रमांक 13, 18, 23/2007 में आरंभ देखें

अध्याय 3. परमाणु की संरचना के बारे में बुनियादी जानकारी।
डी.आई.मेंडेलीव का आवधिक कानून

याद रखें कि परमाणु क्या है, परमाणु किससे बना है, क्या परमाणु रासायनिक प्रतिक्रियाओं में बदलता है।

परमाणु एक विद्युत रूप से तटस्थ कण है जिसमें धनावेशित नाभिक और ऋणावेशित इलेक्ट्रॉन होते हैं।

रासायनिक प्रक्रियाओं के दौरान इलेक्ट्रॉनों की संख्या बदल सकती है, लेकिन परमाणु आवेश हमेशा एक समान रहता है. किसी परमाणु (परमाणु संरचना) में इलेक्ट्रॉनों के वितरण को जानकर, कोई भी किसी दिए गए परमाणु के कई गुणों के साथ-साथ उन सरल और जटिल पदार्थों के गुणों की भविष्यवाणी कर सकता है जिनका यह एक हिस्सा है।

परमाणु की संरचना, अर्थात्. नाभिक की संरचना और नाभिक के चारों ओर इलेक्ट्रॉनों का वितरण आवर्त सारणी में तत्व की स्थिति से आसानी से निर्धारित किया जा सकता है।

डी.आई. मेंडेलीव की आवर्त प्रणाली में रासायनिक तत्वों को एक निश्चित क्रम में व्यवस्थित किया जाता है। यह क्रम इन तत्वों की परमाणु संरचना से निकटता से संबंधित है। सिस्टम में प्रत्येक रासायनिक तत्व को निर्दिष्ट किया गया है क्रम संख्याइसके अलावा, आप इसके लिए अवधि संख्या, समूह संख्या और उपसमूह का प्रकार निर्दिष्ट कर सकते हैं।

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सटीक "पता" जानना रासायनिक तत्व- समूह, उपसमूह और अवधि संख्या, आप स्पष्ट रूप से इसके परमाणु की संरचना निर्धारित कर सकते हैं।

अवधिरासायनिक तत्वों की एक क्षैतिज पंक्ति है। आधुनिक आवर्त प्रणाली में सात आवर्त हैं। पहले तीन कालखंड हैं छोटा, क्योंकि उनमें 2 या 8 तत्व होते हैं:

पहली अवधि - एच, वह - 2 तत्व;

दूसरी अवधि - ली...ने - 8 तत्व;

तीसरा आवर्त - न...अर - 8 तत्व।

अन्य अवधि - बड़ा. उनमें से प्रत्येक में तत्वों की 2-3 पंक्तियाँ हैं:

चतुर्थ आवर्त (2 पंक्तियाँ) – क...क्र – 18 तत्व;

6वीं अवधि (3 पंक्तियाँ) - सीएस ... आरएन - 32 तत्व। इस अवधि में कई लैंथेनाइड्स शामिल हैं।

समूह- रासायनिक तत्वों की एक ऊर्ध्वाधर पंक्ति। कुल आठ समूह हैं। प्रत्येक समूह में दो उपसमूह होते हैं: मुख्य उपसमूहऔर पार्श्व उपसमूह. उदाहरण के लिए:

मुख्य उपसमूह छोटी अवधि (उदाहरण के लिए, एन, पी) और बड़ी अवधि (उदाहरण के लिए, एएस, एसबी, बीआई) के रासायनिक तत्वों द्वारा बनता है।

एक पार्श्व उपसमूह केवल लंबी अवधि के रासायनिक तत्वों द्वारा बनता है (उदाहरण के लिए, वी, एनबी,
ता).

दृष्टिगत रूप से, इन उपसमूहों में अंतर करना आसान है।

मुख्य उपसमूह "उच्च" है, यह पहली या दूसरी अवधि से शुरू होता है। द्वितीयक उपसमूह "निम्न" है, चौथी अवधि से शुरू होता है।

तो, आवधिक प्रणाली के प्रत्येक रासायनिक तत्व का अपना पता होता है: अवधि, समूह, उपसमूह, क्रम संख्या।

उदाहरण के लिए, वैनेडियम V चौथी अवधि, समूह V, द्वितीयक उपसमूह, क्रम संख्या 23 का एक रासायनिक तत्व है।कार्य 3.1.

क्रम संख्या 8, 26, 31, 35, 54 के साथ रासायनिक तत्वों के लिए अवधि, समूह और उपसमूह इंगित करें।कार्य 3.2.

रासायनिक तत्व का क्रम संख्या और नाम इंगित करें, यदि यह ज्ञात हो कि यह स्थित है:

क) चौथी अवधि में, VI समूह, द्वितीयक उपसमूह;

आवर्त सारणी में किसी तत्व की स्थिति की जानकारी उसके परमाणु की संरचना से कैसे संबंधित हो सकती है?

एक परमाणु में एक नाभिक (उनमें धनात्मक आवेश होता है) और इलेक्ट्रॉन (उनमें ऋणात्मक आवेश होता है) होते हैं। सामान्य तौर पर, परमाणु विद्युत रूप से तटस्थ होता है।

सकारात्मक परमाणु परमाणु प्रभाररासायनिक तत्व की क्रम संख्या के बराबर।

परमाणु का नाभिक एक जटिल कण है। परमाणु का लगभग सारा द्रव्यमान नाभिक में केंद्रित होता है। चूँकि एक रासायनिक तत्व परमाणुओं का एक संग्रह है समान प्रभारकर्नेल, तो निम्नलिखित निर्देशांक तत्व प्रतीक के पास दर्शाए गए हैं:

इन आंकड़ों से नाभिक की संरचना निर्धारित की जा सकती है।

नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं। प्रोटोनपी इसका द्रव्यमान 1 (1.0073 amu) और आवेश +1 है।न्यूट्रॉन

एन इसमें कोई आवेश (तटस्थ) नहीं है, और इसका द्रव्यमान लगभग एक प्रोटॉन के द्रव्यमान (1.0087 a.um.) के बराबर है।नाभिक का आवेश प्रोटॉन द्वारा निर्धारित होता है। इसके अतिरिक्त प्रोटॉनों की संख्या बराबर है(आकार के अनुसार) परमाणु नाभिक का प्रभार.

, यानी क्रम संख्यान्यूट्रॉन की संख्या एनमात्राओं के बीच अंतर से निर्धारित होता है: "कोर द्रव्यमान" एऔर "क्रम संख्या"

क्रम संख्या = एन – ए = 27 –13 = 14इसका द्रव्यमान 1 (1.0073 amu) और आवेश +1 है।,

जेड. तो, एक एल्यूमीनियम परमाणु के लिए:

कार्य 3.3.

यदि रासायनिक तत्व है तो परमाणु नाभिक की संरचना निर्धारित करें:

ए) तीसरी अवधि, सातवीं समूह, मुख्य उपसमूह;

बी) चौथी अवधि, चतुर्थ समूह, द्वितीयक उपसमूह;

ग) 5वीं अवधि, समूह I, मुख्य उपसमूह।

ध्यान! किसी परमाणु के नाभिक की द्रव्यमान संख्या निर्धारित करते समय, आवर्त सारणी में दर्शाए गए परमाणु द्रव्यमान को पूर्णांकित करना आवश्यक है। ऐसा इसलिए किया जाता है क्योंकि प्रोटॉन और न्यूट्रॉन का द्रव्यमान व्यावहारिक रूप से पूर्णांक होता है, और इलेक्ट्रॉनों के द्रव्यमान की उपेक्षा की जा सकती है। आइए निर्धारित करें कि नीचे दिए गए नाभिकों में से कौन सा एक ही रासायनिक तत्व से संबंधित है: + 20इसका द्रव्यमान 1 (1.0073 amu) और आवेश +1 है।),

ए (20 आइए निर्धारित करें कि नीचे दिए गए नाभिकों में से कौन सा एक ही रासायनिक तत्व से संबंधित है: + 20इसका द्रव्यमान 1 (1.0073 amu) और आवेश +1 है।),

आर आइए निर्धारित करें कि नीचे दिए गए नाभिकों में से कौन सा एक ही रासायनिक तत्व से संबंधित है: + 19इसका द्रव्यमान 1 (1.0073 amu) और आवेश +1 है।).

बी (19 वी (20नाभिक ए और बी एक ही रासायनिक तत्व के परमाणुओं से संबंधित हैं, क्योंकि उनमें प्रोटॉन की संख्या समान है, अर्थात, इन नाभिकों के आवेश समान हैं।

शोध दिखाता है

कि किसी परमाणु का द्रव्यमान उसके रासायनिक गुणों पर महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं डालता है। आइसोटोप एक ही रासायनिक तत्व (प्रोटॉन की समान संख्या) के परमाणु होते हैं जो द्रव्यमान (न्यूट्रॉन की विभिन्न संख्या) में भिन्न होते हैं।आइसोटोप और उनके रासायनिक यौगिक एक दूसरे से भिन्न होते हैं भौतिक गुण, लेकिन एक रासायनिक तत्व के समस्थानिकों के रासायनिक गुण समान होते हैं। इस प्रकार, कार्बन-14 (14 सी) के समस्थानिकों में कार्बन-12 (12 सी) के समान रासायनिक गुण होते हैं, जो किसी भी जीवित जीव के ऊतकों में शामिल होते हैं। अंतर केवल रेडियोधर्मिता (आइसोटोप 14 सी) में प्रकट होता है।

आइए परमाणु की संरचना के विवरण पर वापस लौटें। जैसा कि ज्ञात है, परमाणु का नाभिक रासायनिक प्रक्रियाओं में नहीं बदलता है। क्या बदल रहा है?किसी परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या और इलेक्ट्रॉनों का वितरण परिवर्तनशील होता है। सामान्य

एक तटस्थ परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या

यह निर्धारित करना मुश्किल नहीं है - यह सीरियल नंबर के बराबर है, अर्थात। परमाणु नाभिक का आवेश:इलेक्ट्रॉनों पर -1 का ऋणात्मक आवेश होता है, और उनका द्रव्यमान नगण्य होता है: एक प्रोटॉन के द्रव्यमान का 1/1840। नकारात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रॉन एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं और होते हैं अलग-अलग दूरियाँकोर से. एक ही समय पर

इलेक्ट्रॉन लगभग बराबर होते हैं

ऊर्जा आरक्षित, नाभिक से लगभग समान दूरी पर होते हैं और एक ऊर्जा स्तर बनाते हैं।

किसी परमाणु में ऊर्जा स्तरों की संख्या उस अवधि की संख्या के बराबर होती है जिसमें रासायनिक तत्व स्थित होता है। ऊर्जा स्तर पारंपरिक रूप से निम्नानुसार निर्दिष्ट हैं (उदाहरण के लिए, अल के लिए):

कार्य 3.4.

ऑक्सीजन, मैग्नीशियम, कैल्शियम और सीसा के परमाणुओं में ऊर्जा स्तरों की संख्या निर्धारित करें।

प्रत्येक ऊर्जा स्तर में सीमित संख्या में इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं:

पहले वाले में दो से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं हैं;

दूसरे में आठ से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं हैं; तीसरे में अठारह से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं हैं।ये संख्याएँ दर्शाती हैं कि, उदाहरण के लिए, दूसरे ऊर्जा स्तर में 2, 5 या 7 इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं, लेकिन 9 या 12 इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते। यह जानना महत्वपूर्ण है कि ऊर्जा स्तर की संख्या पर ध्यान दिए बिना बाहरी स्तर

(अंतिम वाले) में आठ से अधिक इलेक्ट्रॉन नहीं हो सकते। बाहरी आठ-इलेक्ट्रॉन ऊर्जा स्तर सबसे स्थिर है और इसे पूर्ण कहा जाता है।ऐसे ऊर्जा स्तर सबसे निष्क्रिय तत्वों - उत्कृष्ट गैसों में पाए जाते हैं।

शेष परमाणुओं के बाहरी स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या कैसे निर्धारित करें? इसके लिए एक सरल नियम है:

बाहरी इलेक्ट्रॉनों की संख्या

बराबर:

मुख्य उपसमूहों के तत्वों के लिए - समूह संख्या;पार्श्व उपसमूहों के तत्वों के लिए यह दो से अधिक नहीं हो सकता।

उदाहरण के लिए (चित्र 5):कार्य 3.5.

परमाणु संख्या 15, 25, 30, 53 वाले रासायनिक तत्वों के लिए बाहरी इलेक्ट्रॉनों की संख्या इंगित करें। कार्य 3.6.आवर्त सारणी में ऐसे रासायनिक तत्व खोजें जिनके परमाणुओं का बाह्य स्तर पूर्ण हो। बाहरी इलेक्ट्रॉनों की संख्या को सही ढंग से निर्धारित करना बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि परमाणु के सबसे महत्वपूर्ण गुण इनके साथ जुड़े हुए हैं। तो, मेंरासायनिक प्रतिक्रिएं

वे रासायनिक तत्व जिनके परमाणु केवल इलेक्ट्रॉन दान करने में सक्षम होते हैं, कहलाते हैं धातुओं.

जाहिर है, धातु परमाणु के बाहरी स्तर पर कुछ इलेक्ट्रॉन होने चाहिए: 1, 2, 3। यदि किसी परमाणु के बाहरी ऊर्जा स्तर में बहुत सारे इलेक्ट्रॉन हैं, तो ऐसे परमाणु बाहरी ऊर्जा स्तर पूरा होने तक, यानी आठ इलेक्ट्रॉनों तक, इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करते हैं। ऐसे तत्वों को कहा जाता है.

गैर धातु

सवाल। द्वितीयक उपसमूहों के रासायनिक तत्व धातु हैं या अधातु? क्यों?

उत्तर: आवर्त सारणी में मुख्य उपसमूहों की धातुओं और अधातुओं को एक रेखा द्वारा अलग किया जाता है जिसे बोरॉन से एस्टैटिन तक खींचा जा सकता है। इस रेखा के ऊपर (और रेखा पर) अधातु हैं, नीचे धातुएँ हैं। पार्श्व उपसमूहों के सभी तत्व इस रेखा के नीचे दिखाई देते हैं।कार्य 3.7.

निर्धारित करें कि निम्नलिखित धातु हैं या अधातु: फॉस्फोरस, वैनेडियम, कोबाल्ट, सेलेनियम, बिस्मथ। रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी में तत्व की स्थिति और बाहरी कोश में इलेक्ट्रॉनों की संख्या का उपयोग करें।

शेष स्तरों और उपस्तरों पर इलेक्ट्रॉनों के वितरण को संकलित करने के लिए, आपको निम्नलिखित एल्गोरिदम का उपयोग करना चाहिए।

1. एक परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या निर्धारित करें (परमाणु क्रमांक द्वारा)।

2. ऊर्जा स्तरों की संख्या (अवधि संख्या के अनुसार) निर्धारित करें।

3. बाहरी इलेक्ट्रॉनों की संख्या निर्धारित करें (उपसमूह के प्रकार और समूह संख्या के अनुसार)।

4. अंतिम स्तर को छोड़कर सभी स्तरों पर इलेक्ट्रॉनों की संख्या इंगित करें।

उदाहरण के लिए, पैराग्राफ 1-4 के अनुसार मैंगनीज परमाणु के लिए यह निर्धारित किया जाता है: बाहरी इलेक्ट्रॉनों की संख्या को सही ढंग से निर्धारित करना बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि परमाणु के सबसे महत्वपूर्ण गुण इनके साथ जुड़े हुए हैं। तो, मेंकुल 25 ; वितरित (2 + 8 + 2) = 12ई ; वितरित (2 + 8 + 2) = 12.

;

इसका मतलब है कि तीसरे स्तर पर है: 25 - 12 = 13हमने मैंगनीज परमाणु में इलेक्ट्रॉनों का वितरण प्राप्त किया:

कार्य 3.8. तत्व संख्या 16, 26, 33, 37 के लिए परमाणुओं की संरचना का चित्र बनाकर एल्गोरिदम तैयार करें। बताएं कि वे धातु हैं या अधातु। अपना उत्तर स्पष्ट करें.परमाणु की संरचना के उपरोक्त आरेखों को संकलित करते समय, हमने इस बात पर ध्यान नहीं दिया कि परमाणु में इलेक्ट्रॉन न केवल स्तरों पर कब्जा करते हैं, बल्कि कुछ निश्चित स्तरों पर भी कब्जा करते हैं। उपस्तर, प्रोटोन, प्रत्येक स्तर. उपस्तरों के प्रकार लैटिन अक्षरों द्वारा दर्शाए गए हैं:.

एसडी
उपस्तरसंभावित उपस्तरों की संख्या स्तर संख्या के बराबर है। उपस्तरपहले स्तर में एक होता है आइए निर्धारित करें कि नीचे दिए गए नाभिकों में से कौन सा एक ही रासायनिक तत्व से संबंधित है:-उपस्तर. दूसरे स्तर में दो उपस्तर होते हैं - उपस्तर, प्रोटोनपहले स्तर में एक होता है प्रत्येक स्तर. उपस्तरों के प्रकार लैटिन अक्षरों द्वारा दर्शाए गए हैं:.

और

. तीसरा स्तर - तीन उपस्तरों में से -

प्रत्येक उपस्तर में सख्ती से सीमित संख्या में इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं:

एस-उपस्तर पर - 2e से अधिक नहीं;

पी-उपस्तर पर - 6e से अधिक नहीं; उपस्तरप्रोटोनप्रत्येक स्तर. उपस्तरों के प्रकार लैटिन अक्षरों द्वारा दर्शाए गए हैं:.

डी-उपस्तर पर - 10e से अधिक नहीं। आइए निर्धारित करें कि नीचे दिए गए नाभिकों में से कौन सा एक ही रासायनिक तत्व से संबंधित है:समान स्तर के उपस्तर कड़ाई से परिभाषित क्रम में भरे जाते हैं: उपस्तर-किसी दिए गए ऊर्जा स्तर का उपस्तर, आदि। इस नियम के आधार पर मैंगनीज परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास बनाना कठिन नहीं है:

आम तौर पर किसी परमाणु का इलेक्ट्रॉन विन्यासमैंगनीज इस प्रकार लिखा गया है:

25 एमएन 1 उपस्तर 2 2उपस्तर 2 2प्रोटोन 6 3उपस्तर 2 3प्रोटोन 6 3प्रत्येक स्तर. उपस्तरों के प्रकार लैटिन अक्षरों द्वारा दर्शाए गए हैं: 5 4उपस्तर 2 .

कार्य 3.9. रासायनिक तत्व क्रमांक 16, 26, 33, 37 के लिए परमाणुओं का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास बनाइये।

परमाणुओं का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास बनाना क्यों आवश्यक है? इन रासायनिक तत्वों के गुणों को निर्धारित करने के लिए। यह याद रखना चाहिए कि मेंरासायनिक प्रक्रियाएँ केवल भाग लें.

अणु की संयोजन क्षमता
वैलेंस इलेक्ट्रॉन बाहरी ऊर्जा स्तर में हैं और अधूरे हैं

पूर्व-बाहरी स्तर का डी-उपस्तर।

आइए मैंगनीज के लिए वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की संख्या निर्धारित करें: प्रत्येक स्तर. उपस्तरों के प्रकार लैटिन अक्षरों द्वारा दर्शाए गए हैं: 5 4उपस्तर 2 .

या संक्षिप्त: एमएन...3

किसी परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के सूत्र द्वारा क्या निर्धारित किया जा सकता है?

1. यह कौन सा तत्व है - धातु या अधातु?

मैंगनीज एक धातु है क्योंकि बाहरी (चौथे) स्तर में दो इलेक्ट्रॉन होते हैं।

2. कौन सी प्रक्रिया धातु की विशेषता है?

मैंगनीज परमाणु सदैव अभिक्रियाओं में केवल इलेक्ट्रॉन छोड़ते हैं।

3. मैंगनीज परमाणु कौन से इलेक्ट्रॉन और कितने इलेक्ट्रॉन छोड़ेगा? प्रत्येक स्तर. उपस्तरों के प्रकार लैटिन अक्षरों द्वारा दर्शाए गए हैं:प्रतिक्रियाओं में, मैंगनीज परमाणु दो बाहरी इलेक्ट्रॉन छोड़ता है (वे नाभिक से सबसे दूर होते हैं और सबसे कमजोर रूप से आकर्षित होते हैं), साथ ही पांच बाहरी इलेक्ट्रॉन भी छोड़ते हैं

-इलेक्ट्रॉन।

संयोजकता इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या सात (2 + 5) है। इस स्थिति में, आठ इलेक्ट्रॉन परमाणु के तीसरे स्तर पर रहेंगे, अर्थात। एक पूर्ण बाहरी स्तर बनता है।.

इन सभी तर्कों और निष्कर्षों को एक आरेख (चित्र 6) का उपयोग करके दर्शाया जा सकता है:

परमाणु के परिणामी पारंपरिक आवेश कहलाते हैं

ऑक्सीकरण अवस्थाएँ

परमाणु की संरचना को ध्यान में रखते हुए, इसी प्रकार यह दिखाया जा सकता है कि ऑक्सीजन के लिए विशिष्ट ऑक्सीकरण अवस्थाएँ -2 हैं, और हाइड्रोजन के लिए +1 हैं।

सवाल। ऊपर प्राप्त ऑक्सीकरण अवस्थाओं को ध्यान में रखते हुए, मैंगनीज किस रासायनिक तत्व के साथ यौगिक बना सकता है?

एक गैर-धातु के रूप में, एक Te परमाणु बाहरी स्तर को पूरा करने से पहले 2 इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार कर सकता है और "अतिरिक्त" 6 इलेक्ट्रॉनों को छोड़ सकता है:

कार्य 3.10. Na, Rb, Cl, I, Si, Sn परमाणुओं का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास बनाएं। इन रासायनिक तत्वों के गुण, उनके सरलतम यौगिकों (ऑक्सीजन और हाइड्रोजन के साथ) के सूत्र निर्धारित करें।

व्यावहारिक निष्कर्ष

1. केवल संयोजकता इलेक्ट्रॉन, जो केवल अंतिम दो स्तरों पर हो सकते हैं, रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग लेते हैं।

2. धातु परमाणु सकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था को स्वीकार करते हुए केवल वैलेंस इलेक्ट्रॉन (सभी या कई) दान कर सकते हैं।

3. गैर-धातु परमाणु नकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था प्राप्त करते हुए इलेक्ट्रॉनों (आठ लापता तक) को स्वीकार कर सकते हैं, और सकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था प्राप्त करते समय वैलेंस इलेक्ट्रॉनों (सभी या कई) को छोड़ सकते हैं।

आइए अब हम एक ही उपसमूह के रासायनिक तत्वों के गुणों की तुलना करें, उदाहरण के लिए सोडियम और रुबिडियम:
ना...3 उपस्तर 1 और आरबी...5 उपस्तर 1 .

इन तत्वों की परमाणु संरचनाओं में क्या समानता है? प्रत्येक परमाणु के बाहरी स्तर पर एक इलेक्ट्रॉन सक्रिय धातु है।धातु गतिविधि

इलेक्ट्रॉनों को छोड़ने की क्षमता से जुड़ा है: एक परमाणु जितनी आसानी से इलेक्ट्रॉनों को छोड़ता है, उसके धात्विक गुण उतने ही अधिक स्पष्ट होते हैं।

परमाणु में इलेक्ट्रॉनों को कौन रखता है? मूल के प्रति उनका आकर्षण. इलेक्ट्रॉन नाभिक के जितने करीब होते हैं, वे परमाणु के नाभिक से उतने ही अधिक आकर्षित होते हैं, "उन्हें तोड़ना" उतना ही कठिन होता है।

इसके आधार पर, हम इस प्रश्न का उत्तर देंगे: कौन सा तत्व - Na या Rb - अपना बाहरी इलेक्ट्रॉन अधिक आसानी से छोड़ देता है? कौन सा तत्व अधिक सक्रिय धातु है? जाहिर है, रुबिडियम, क्योंकि इसके संयोजकता इलेक्ट्रॉन नाभिक से अधिक दूर होते हैं (और नाभिक द्वारा कम मजबूती से पकड़े रहते हैं)। निष्कर्ष।मुख्य उपसमूहों में, ऊपर से नीचे तक, धात्विक गुण बढ़ते हैं

, क्योंकि परमाणु की त्रिज्या बढ़ती है, और संयोजकता इलेक्ट्रॉन नाभिक की ओर कम आकर्षित होते हैं। उपस्तर 2 3प्रोटोनआइए समूह VIIa: Cl...3 के रासायनिक तत्वों के गुणों की तुलना करें उपस्तर 2 5प्रोटोन 5 .

5 और मैं...5

दोनों रासायनिक तत्व अधातु हैं, क्योंकि बाहरी स्तर को पूरा करने के लिए एक इलेक्ट्रॉन गायब है। ये परमाणु सक्रिय रूप से गायब इलेक्ट्रॉन को आकर्षित करेंगे। इसके अलावा, जितनी अधिक मजबूती से एक गैर-धातु परमाणु गायब इलेक्ट्रॉन को आकर्षित करता है, उतना ही अधिक उसके गैर-धातु गुण (इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करने की क्षमता) स्वयं प्रकट होते हैं। इलेक्ट्रॉन के आकर्षण का कारण क्या है?परमाणु नाभिक के धनात्मक आवेश के कारण।

इसके अलावा, इलेक्ट्रॉन नाभिक के जितना करीब होगा, वह उतना ही मजबूत होगा

उत्तर: जाहिर है, क्लोरीन के साथ, क्योंकि इसके संयोजकता इलेक्ट्रॉन नाभिक के निकट स्थित होते हैं।

इसके आधार पर, हम इस प्रश्न का उत्तर देंगे: कौन सा तत्व - Na या Rb - अपना बाहरी इलेक्ट्रॉन अधिक आसानी से छोड़ देता है? कौन सा तत्व अधिक सक्रिय धातु है? जाहिर है, रुबिडियम, क्योंकि इसके संयोजकता इलेक्ट्रॉन नाभिक से अधिक दूर होते हैं (और नाभिक द्वारा कम मजबूती से पकड़े रहते हैं)। उपसमूहों में अधातुओं की सक्रियता ऊपर से नीचे की ओर घटती जाती है, क्योंकि परमाणु की त्रिज्या बढ़ जाती है और नाभिक के लिए गायब इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करना अधिक कठिन हो जाता है।

आइए सिलिकॉन और टिन के गुणों की तुलना करें: Si...3 उपस्तर 2 3प्रोटोन 2 और एस.एन..5 उपस्तर 2 5प्रोटोन 2 .

दोनों परमाणुओं के बाहरी स्तर पर चार इलेक्ट्रॉन होते हैं। हालाँकि, आवर्त सारणी में ये तत्व बोरॉन और एस्टैटिन को जोड़ने वाली रेखा के विपरीत किनारों पर स्थित हैं।

इसलिए, सिलिकॉन, जिसका प्रतीक बी-एट रेखा के ऊपर स्थित है, में अधिक स्पष्ट गैर-धातु गुण हैं। इसके विपरीत, टिन, जिसका प्रतीक बी-एट रेखा के नीचे है, मजबूत धात्विक गुण प्रदर्शित करता है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि टिन परमाणु में नाभिक से चार वैलेंस इलेक्ट्रॉन हटा दिए जाते हैं। इसलिए, लुप्त चार इलेक्ट्रॉनों का योग कठिन है। इसी समय, पांचवें ऊर्जा स्तर से इलेक्ट्रॉनों की रिहाई काफी आसानी से होती है। सिलिकॉन के लिए, दोनों प्रक्रियाएं संभव हैं, जिसमें पहली (इलेक्ट्रॉनों की स्वीकृति) प्रबल होती है।अध्याय 3 के लिए निष्कर्ष.

किसी परमाणु में बाहरी इलेक्ट्रॉन जितने कम होंगे और वे नाभिक से जितने दूर होंगे, धात्विक गुण उतने ही मजबूत होंगे।

किसी परमाणु में जितने अधिक बाहरी इलेक्ट्रॉन होते हैं और वे नाभिक के जितने करीब होते हैं, अधातु गुण उतने ही अधिक स्पष्ट होते हैं।

इस अध्याय में दिए गए निष्कर्षों के आधार पर, आवर्त सारणी के किसी भी रासायनिक तत्व के लिए एक "विशेषता" संकलित की जा सकती है।
संपत्ति विवरण एल्गोरिदम
रासायनिक तत्व अपनी स्थिति से

आवर्त सारणी में

1. एक परमाणु की संरचना का एक आरेख बनाएं, अर्थात। नाभिक की संरचना और ऊर्जा स्तरों और उपस्तरों में इलेक्ट्रॉनों के वितरण का निर्धारण करें:);

एक परमाणु में प्रोटॉन, इलेक्ट्रॉन और न्यूट्रॉन की कुल संख्या निर्धारित करें (परमाणु संख्या और सापेक्ष द्वारा)

परमाणु द्रव्यमान

ऊर्जा स्तरों की संख्या निर्धारित करें (अवधि संख्या के अनुसार);

बाहरी इलेक्ट्रॉनों की संख्या निर्धारित करें (उपसमूह के प्रकार और समूह संख्या के अनुसार);

अंतिम चरण को छोड़कर सभी ऊर्जा स्तरों में इलेक्ट्रॉनों की संख्या इंगित करें;

2. वैलेंस इलेक्ट्रॉनों की संख्या निर्धारित करें।

3. निर्धारित करें कि किसी दिए गए रासायनिक तत्व में कौन से गुण - धातु या गैर-धातु - अधिक स्पष्ट हैं।

4. दिए गए (प्राप्त) इलेक्ट्रॉनों की संख्या निर्धारित करें।

5. किसी रासायनिक तत्व की उच्चतम और निम्नतम ऑक्सीकरण अवस्थाएँ निर्धारित करें।

6. इन ऑक्सीकरण अवस्थाओं के लिए ऑक्सीजन और हाइड्रोजन के साथ सरलतम यौगिकों के लिए रासायनिक सूत्र बनाएं। 7. ऑक्साइड की प्रकृति निर्धारित करें और पानी के साथ इसकी प्रतिक्रिया के लिए एक समीकरण बनाएं। 8. पैराग्राफ 6 में निर्दिष्ट पदार्थों के लिए समीकरण बनाएं

कार्य 3.11.उपरोक्त योजना का उपयोग करते हुए, सल्फर, सेलेनियम, कैल्शियम और स्ट्रोंटियम के परमाणुओं और इन रासायनिक तत्वों के गुणों का विवरण बनाएं। कौनसामान्य गुण

उनके ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड दिखाएँ?

यदि आपने अभ्यास 3.10 और 3.11 पूरा कर लिया है, तो यह नोटिस करना आसान है कि न केवल एक ही उपसमूह के तत्वों के परमाणु, बल्कि उनके यौगिकों में भी सामान्य गुण और समान संरचना होती है।डी.आई.मेंडेलीव का आवधिक कानून:

रासायनिक तत्वों के गुण, साथ ही उनके द्वारा निर्मित सरल और जटिल पदार्थों के गुण, समय-समय पर उनके परमाणुओं के नाभिक के आवेश पर निर्भर होते हैं। आवधिक नियम का भौतिक अर्थ:

रासायनिक तत्वों के गुण समय-समय पर दोहराए जाते हैं क्योंकि वैलेंस इलेक्ट्रॉनों का विन्यास (बाहरी और अंतिम स्तर के इलेक्ट्रॉनों का वितरण) समय-समय पर दोहराया जाता है।

इस प्रकार, एक ही उपसमूह के रासायनिक तत्वों में वैलेंस इलेक्ट्रॉनों का समान वितरण होता है और इसलिए, समान गुण होते हैं। उदाहरण के लिए, समूह पाँच के रासायनिक तत्वों में पाँच संयोजकता इलेक्ट्रॉन होते हैं। उसी समय, रासायनिक परमाणुओं मेंमुख्य उपसमूहों के तत्व - सभी वैलेंस इलेक्ट्रॉन बाहरी स्तर पर हैं: ... 2 एन एसएन.पी. इसका द्रव्यमान 1 (1.0073 amu) और आवेश +1 है। 3 कहाँ

- अवधि संख्या. परमाणुओं परद्वितीयक उपसमूहों के तत्व प्रत्येक स्तर. उपस्तरों के प्रकार लैटिन अक्षरों द्वारा दर्शाए गए हैं:बाहरी स्तर पर केवल 1 या 2 इलेक्ट्रॉन होते हैं, बाकी अंदर होते हैं इसका द्रव्यमान 1 (1.0073 amu) और आवेश +1 है। – 1)प्रत्येक स्तर. उपस्तरों के प्रकार लैटिन अक्षरों द्वारा दर्शाए गए हैं: 3 - सभी वैलेंस इलेक्ट्रॉन बाहरी स्तर पर हैं: ...-पूर्व-बाहरी स्तर का उपस्तर:...( इसका द्रव्यमान 1 (1.0073 amu) और आवेश +1 है। 2 कहाँ

- अवधि संख्या.कार्य 3.12.

रासायनिक तत्व संख्या 35 और 42 के परमाणुओं के लिए संक्षिप्त इलेक्ट्रॉनिक सूत्र लिखें, और फिर एल्गोरिथम के अनुसार इन परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों के वितरण की रचना करें। सुनिश्चित करें कि आपकी भविष्यवाणी सच हो।

अध्याय 3 के लिए अभ्यास

2. 1. "अवधि", "समूह", "उपसमूह" अवधारणाओं की परिभाषा तैयार करें। निम्नलिखित को बनाने वाले रासायनिक तत्वों में क्या समानता है? बी) समूह; ग) उपसमूह?

3. आइसोटोप क्या हैं? क्या गुण - भौतिक या रासायनिक - क्या आइसोटोप में समान गुण होते हैं? क्यों?

4. डी.आई. मेंडेलीव का आवधिक नियम तैयार करें। इसका भौतिक अर्थ स्पष्ट कीजिए तथा उदाहरण सहित स्पष्ट कीजिए।

5. रासायनिक तत्वों के धात्विक गुण क्या हैं? वे एक समूह के भीतर और एक अवधि के दौरान कैसे बदलते हैं? क्यों?

6. रासायनिक तत्वों के अधात्विक गुण क्या हैं? वे एक समूह के भीतर और एक अवधि के दौरान कैसे बदलते हैं? क्यों?

7. रासायनिक तत्व संख्या 43, 51, 38 के लिए संक्षिप्त इलेक्ट्रॉनिक सूत्र लिखें। उपरोक्त एल्गोरिदम का उपयोग करके इन तत्वों के परमाणुओं की संरचना का वर्णन करके अपनी धारणाओं की पुष्टि करें।

इन तत्वों के गुण निर्दिष्ट करें। उपस्तरसंक्षिप्त इलेक्ट्रॉनिक सूत्रों के अनुसार

ए) ...4 प्रत्येक स्तर. उपस्तरों के प्रकार लैटिन अक्षरों द्वारा दर्शाए गए हैं: 1 5उपस्तर 2 ;

2 4पी 1 ; प्रत्येक स्तर. उपस्तरों के प्रकार लैटिन अक्षरों द्वारा दर्शाए गए हैं:ख) ...4

डी.आई. मेंडेलीव की आवर्त सारणी में संबंधित रासायनिक तत्वों की स्थिति निर्धारित करें। इन रासायनिक तत्वों के नाम बताइये।

एल्गोरिथम के अनुसार इन रासायनिक तत्वों के परमाणुओं की संरचना का वर्णन करके अपनी धारणाओं की पुष्टि करें। इन रासायनिक तत्वों के गुण बताइये।

करने के लिए जारी

34.परमाणुओं और अणुओं में ऊर्जा का स्तर। ऊर्जा स्तरों के बीच संक्रमण के दौरान ऊर्जा का उत्सर्जन और अवशोषण। हाइड्रोजन परमाणु का स्पेक्ट्रम.

अणुओं का ऊर्जा स्तर चूँकि अणु परमाणुओं से बने होते हैं, अत: आणविक गति अंतः परमाणु गति की तुलना में अधिक जटिल होती है। एक अणु में, नाभिक के सापेक्ष इलेक्ट्रॉनों की गति के अलावा, उनकी संतुलन स्थिति के आसपास परमाणुओं का एक कंपन आंदोलन होता है (नाभिक का उनके आसपास के इलेक्ट्रॉनों के साथ कंपन) और समग्र रूप से अणु का एक घूर्णी आंदोलन होता है। अणु की इलेक्ट्रॉनिक, कंपनात्मक और घूर्णी गति तीन प्रकार के ऊर्जा स्तरों के अनुरूप होती है: ईल, इकोल और यूरो। क्वांटम यांत्रिकी के अनुसार, एक अणु में सभी प्रकार की गति की ऊर्जा केवल अलग-अलग मान (मात्राबद्ध) लेती है। आइए लगभग कल्पना करेंपूर्ण ऊर्जा

एक अणु का E विभिन्न प्रकार की परिमाणित ऊर्जाओं का योग है: E = Eel + Ecol + Eur।

इलेक्ट्रॉनिक ऊर्जा स्तरों के बीच की दूरी कई इलेक्ट्रॉन वोल्ट के क्रम की होती है, आसन्न कंपन स्तरों के बीच 10~2-10"" eV, आसन्न घूर्णी स्तरों के बीच 10-5 _ 10-3 eV।

परमाणुओं और अणुओं द्वारा ऊर्जा के विकिरण और अवशोषण की विशेषताएं

एक परमाणु और एक अणु स्थिर ऊर्जा अवस्था में हो सकते हैं। इन अवस्थाओं में वे न तो ऊर्जा उत्सर्जित करते हैं और न ही अवशोषित करते हैं। ऊर्जा अवस्थाओं को योजनाबद्ध रूप से स्तरों के रूप में दर्शाया गया है। ऊर्जा का निम्नतम स्तर - मूल स्तर - जमीनी अवस्था से मेल खाता है। परक्वांटम संक्रमण

1) किसी परमाणु या अणु द्वारा विकिरण या विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा के अवशोषण के बिना। यह गैर-विकिरणीय संक्रमण तब होता है जब एक परमाणु या अणु, उदाहरण के लिए, अन्य कणों के साथ संपर्क करता है

टक्कर के दौरान. इसमें एक बेलोचदार टक्कर होती है जिसमें आंतरिक स्थितिपरमाणु और एक गैर-विकिरण संक्रमण होता है, और एक लोचदार संक्रमण होता है - परमाणु या अणु की गतिज ऊर्जा में परिवर्तन के साथ, लेकिन आंतरिक स्थिति के संरक्षण के साथ;

2) फोटॉन के उत्सर्जन या अवशोषण के साथ। एक फोटॉन की ऊर्जा एक परमाणु या अणु की प्रारंभिक और अंतिम स्थिर अवस्था की ऊर्जा के बीच के अंतर के बराबर होती है:

सूत्र (29.1) ऊर्जा संरक्षण के नियम को व्यक्त करता है

उस कारण के आधार पर जो फोटॉन के उत्सर्जन के साथ क्वांटम संक्रमण का कारण बनता है, दो प्रकार के विकिरण को प्रतिष्ठित किया जाता है। यदि इसका कारण कोई आंतरिक और उत्तेजित कण है जो अनायास निम्न ऊर्जा स्तर की ओर बढ़ रहा है, तो ऐसे विकिरण को अनायास कहा जाता है (चित्र 29.1, ए)। यह समय, आवृत्ति (विभिन्न उपस्तरों के बीच संक्रमण हो सकता है), प्रसार की दिशा और ध्रुवीकरण में यादृच्छिक और अराजक है। पारंपरिक प्रकाश स्रोत अधिकतर स्वतःस्फूर्त विकिरण उत्सर्जित करते हैं। अन्य विकिरण मजबूर या प्रेरित है (चित्र 29.1, बी)। यह तब होता है जब एक फोटॉन एक उत्तेजित कण के साथ संपर्क करता है यदि फोटॉन ऊर्जा ऊर्जा स्तरों में अंतर के बराबर होती है। मजबूर क्वांटम संक्रमण के परिणामस्वरूप, दो समान फोटॉन कण से एक दिशा में फैलेंगे: एक प्राथमिक है, मजबूर है, और दूसरा माध्यमिक है, उत्सर्जित होता है। परमाणुओं या अणुओं द्वारा उत्सर्जित ऊर्जा उत्सर्जन स्पेक्ट्रम बनाती है, और अवशोषित ऊर्जा अवशोषण स्पेक्ट्रम बनाती है।

वर्णक्रमीय रेखाओं की तीव्रता प्रति सेकंड होने वाले समान संक्रमणों की संख्या से निर्धारित होती है, और इसलिए उत्सर्जित (अवशोषित) परमाणुओं की संख्या और संबंधित संक्रमण की संभावना पर निर्भर करती है।

किसी भी ऊर्जा स्तर के बीच क्वांटम संक्रमण नहीं होता है। चयन, या निषेध के नियम स्थापित किए गए हैं, जो ऐसी स्थितियाँ बनाते हैं जिनके तहत परिवर्तन संभव और असंभव या असंभावित होते हैं।

अधिकांश परमाणुओं और अणुओं का ऊर्जा स्तर काफी जटिल होता है। स्तरों की संरचना और, परिणामस्वरूप, स्पेक्ट्रा न केवल एक परमाणु या अणु की संरचना पर निर्भर करती है, बल्कि बाहरी कारकों पर भी निर्भर करती है।

इलेक्ट्रॉनों की विद्युतचुंबकीय अंतःक्रिया से ऊर्जा स्तरों (बारीक संरचना) का बारीक विभाजन होता है। नाभिक के चुंबकीय क्षणों के प्रभाव से अति सूक्ष्म विभाजन (अति सूक्ष्म संरचना) होता है। किसी परमाणु या अणु के बाहरी विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र भी ऊर्जा स्तरों के विभाजन का कारण बनते हैं (स्टार्क और ज़ीमैन घटना; देखें § 30.2)।

स्पेक्ट्रा विभिन्न सूचनाओं का एक स्रोत है।

सबसे पहले, परमाणुओं और अणुओं को स्पेक्ट्रम के प्रकार से पहचाना जा सकता है, जो गुणात्मक वर्णक्रमीय विश्लेषण के कार्य का हिस्सा है। वर्णक्रमीय रेखाओं की तीव्रता उत्सर्जित (अवशोषित) परमाणुओं की संख्या निर्धारित करती है - मात्रात्मक वर्णक्रमीय विश्लेषण। इस मामले में, 10~5-10~6% की सांद्रता में अशुद्धियाँ ढूंढना और बहुत छोटे द्रव्यमान के नमूनों की संरचना निर्धारित करना अपेक्षाकृत आसान है - कई दसियों माइक्रोग्राम तक।

स्पेक्ट्रा से किसी परमाणु या अणु की संरचना, उनके ऊर्जा स्तर की संरचना, बड़े अणुओं के अलग-अलग हिस्सों की गतिशीलता आदि का अंदाजा लगाया जा सकता है। किसी परमाणु या अणु पर कार्य करने वाले क्षेत्रों पर स्पेक्ट्रा की निर्भरता को जानने से कणों की सापेक्ष स्थिति के बारे में जानकारी प्राप्त होती है, क्योंकि पड़ोसी परमाणुओं (अणुओं) का प्रभाव विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के माध्यम से होता है।

गतिमान पिंडों के स्पेक्ट्रा का अध्ययन, इसके आधार पर, अनुमति देता है ऑप्टिकल प्रभावडॉपलर विकिरण के उत्सर्जक और रिसीवर के सापेक्ष वेग का निर्धारण करता है।

यदि हम मानते हैं कि किसी पदार्थ के स्पेक्ट्रम से उसकी स्थिति, तापमान, दबाव आदि के बारे में निष्कर्ष निकालना संभव है, तो हम एक शोध पद्धति के रूप में परमाणुओं और अणुओं द्वारा विकिरण के उपयोग और ऊर्जा के अवशोषण की अत्यधिक सराहना कर सकते हैं।

किसी परमाणु (या अणु) द्वारा उत्सर्जित या अवशोषित फोटॉन की ऊर्जा (आवृत्ति) के आधार पर, निम्नलिखित प्रकार की स्पेक्ट्रोस्कोपी को वर्गीकृत किया जाता है: रेडियो, अवरक्त, दृश्य विकिरण, पराबैंगनी और एक्स-रे।

पदार्थ के प्रकार (स्पेक्ट्रम स्रोत) के आधार पर, परमाणु, आणविक और क्रिस्टल स्पेक्ट्रा को प्रतिष्ठित किया जाता है।

प्रकाश का अवशोषण (बौगुएर का नियम)

एक्स-रे और गामा किरणों के पीएस को बाउगुएर के नियम द्वारा मात्रात्मक रूप से वर्णित किया गया है:

जहां I0 आपतित विकिरण की तीव्रता है;

चिकित्सा पद्धति में, आयनीकरण विकिरण की शक्ति को आमतौर पर तीव्रता I द्वारा नहीं, बल्कि तथाकथित खुराक दर P द्वारा चित्रित किया जाता है। लेकिन P और I एक दूसरे के समानुपाती होते हैं, इसलिए:

Р=Р0*exp (-μx)

गुणांक के साथ-साथ क्षीणन अक्सर एक अन्य स्थिरांक का उपयोग करता है जिसे अर्ध-क्षीणन परत कहा जाता है। यह उस चीज़ की मोटाई है, जो खुराक दर को आधा कर देती है। इसे आमतौर पर d0.5 दर्शाया जाता है। μ=0.693/d0.5 और बाउगुएर का नियम निम्नलिखित रूप में लिखा जा सकता है: P=P0*exp (0.693x/d0.5)।

अर्ध-क्षीणन परत की अवधारणा का उपयोग करके, कोई कल्पना कर सकता है कि किसी पदार्थ से गुजरते समय विकिरण का प्रवाह कैसे बदलता है।

एक मानक सामग्री में अर्ध-क्षीणन परत के मूल्य को जानकर, आप विभिन्न विकिरणों की कठोरता की तुलना कर सकते हैं। d0.5 जितना बड़ा होगा, घटना उतनी ही अधिक कठोर होगी। विकिरण. यह व्यावहारिक रूप से सुविधाजनक है, क्योंकि... यदि विभिन्न मोटाई की प्लेटों का एक सेट है तो अर्ध-क्षीणन परत को किसी भी डोसिमेट्रिक डिवाइस द्वारा आसानी से निर्धारित किया जा सकता है।

कुछ मामलों में, किसी पदार्थ की अवशोषित परत को उसकी मोटाई के आधार पर नहीं, बल्कि प्रति इकाई क्षेत्र में उसके द्रव्यमान (एम/एस) के आधार पर चिह्नित करना सुविधाजनक होता है। मान लीजिए कि क्षेत्रफल S और मोटाई x वाली एक प्लेट है। ऐसी प्लेट का आयतन S*x और द्रव्यमान m=S*x*ρ के बराबर होगा, जहां ρ अवशोषित सामग्री का घनत्व है। इसलिए x=m/Sρ और x=(μ/ρ)*(m/S) और आगे: Р=Р0*exp(-((μ/ρ)*(m/S)))।

मान μ/ρ=μद्रव्यमान को द्रव्यमान क्षीणन गुणांक कहा जाता है। रैखिक गुणांक μ, p.h. की तुलना में इसका उपयोग करना अधिक सुविधाजनक है। विभिन्न चीजों में द्रव्यमान क्षीणन गुणांक के मान एक दूसरे से बहुत कम भिन्न होते हैं।

यदि विकिरण क्रमिक रूप से कई अलग-अलग चीजों से होकर गुजरता है, तो द्रव्यमान क्षीणन गुणांक का उपयोग करते समय उन सभी को औसत घनत्व के साथ एक परत में जोड़ना संभव है, जो गणना को बहुत सरल करता है।

प्रकाश बिखरना

प्रकाश का प्रकीर्णन एक ऐसी घटना है जिसमें किसी माध्यम में फैलने वाली प्रकाश किरण सभी संभावित दिशाओं में विक्षेपित हो जाती है।

प्रकाश प्रकीर्णन की घटना के लिए एक आवश्यक शर्त ऑप्टिकल असमानताओं की उपस्थिति है, अर्थात। मुख्य माध्यम से भिन्न अपवर्तनांक वाले क्षेत्र। प्रकाश के प्रकीर्णन और विवर्तन में कुछ सामान्य विशेषताएं हैं, दोनों घटनाएं बाधा या विषमता और तरंग दैर्ध्य के अनुपात पर निर्भर करती हैं। इन घटनाओं के बीच अंतर यह है कि विवर्तन द्वितीयक तरंगों के हस्तक्षेप के कारण होता है, और प्रकीर्णन उत्पन्न होने वाले विकिरण के योग (और हस्तक्षेप नहीं!) के कारण होता है। मजबूर कंपनप्रकाश के प्रभाव में अमानवीयता में इलेक्ट्रॉन।

ऐसी विषमताओं के दो मुख्य प्रकार हैं:

1) एक सजातीय पारदर्शी पदार्थ में छोटे विदेशी कण। ऐसे मीडिया अशांत हैं: धुआं (गैस में ठोस कण), कोहरा (गैस में तरल बूंदें), सस्पेंशन, इमल्शन, आदि। अशांत मीडिया में बिखराव को टिन्डल घटना कहा जाता है।

2) ऑप्टिकल असमानताएं जो एक समान वितरण (घनत्व में उतार-चढ़ाव) से अणुओं के सांख्यिकीय विचलन के कारण शुद्ध पदार्थ में उत्पन्न होती हैं।

इस प्रकार की विषमताओं से प्रकाश के प्रकीर्णन को आणविक कहा जाता है; उदाहरण के लिए, वायुमंडल में प्रकाश का प्रकीर्णन।

बिखरने के कारण प्रकाश की तीव्रता में कमी, अवशोषण के साथ, एक घातीय फ़ंक्शन का उपयोग करके वर्णित है

Ii =I0-ml, जहां m प्रकीर्णन सूचकांक (प्राकृतिक) है। प्रकाश के अवशोषण और प्रकीर्णन की संयुक्त क्रिया से तीव्रता का क्षीण होना भी होता हैघातांक प्रकार्य

Ii =I0-µl, जहां µ क्षीणन सूचकांक (प्राकृतिक) है। जैसा कि देखना आसान है, µ= m + k.

रेलेघ ने पाया कि लगभग 0.2 ए से कम विषमताओं पर एक अशांत माध्यम में बिखरने के साथ-साथ आणविक बिखरने के दौरान, बिखरे हुए प्रकाश की तीव्रता तरंग दैर्ध्य की चौथी शक्ति (रेले का नियम) के व्युत्क्रमानुपाती होती है: I~1/גּ4 .

ऑप्टिकल परमाणु स्पेक्ट्रा

परमाणु स्पेक्ट्रा उत्सर्जन स्पेक्ट्रा और अवशोषण स्पेक्ट्रा दोनों हैं जो मुक्त या कमजोर रूप से परस्पर क्रिया करने वाले परमाणुओं के स्तरों के बीच क्वांटम संक्रमण के दौरान उत्पन्न होते हैं।

ऑप्टिकल परमाणु स्पेक्ट्रा से हमारा मतलब है कि जो कई क्रम की फोटॉन ऊर्जा के साथ बाहरी इलेक्ट्रॉनों के स्तर के बीच संक्रमण के कारण होता है

इलेक्ट्रॉन-वोल्ट. इसमें स्पेक्ट्रम के पराबैंगनी, दृश्यमान और निकट अवरक्त (माइक्रोमीटर से नीचे) क्षेत्र शामिल हैं।

सबसे बड़ी रुचि ऑप्टिकल परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रा है, जो उत्तेजित परमाणुओं से प्राप्त होते हैं। उनकी उत्तेजना आमतौर पर गैस में विद्युत निर्वहन के दौरान या गैस बर्नर की लौ, विद्युत चाप या चिंगारी के साथ किसी पदार्थ को गर्म करने के दौरान गैर-विकिरणीय क्वांटम संक्रमण के परिणामस्वरूप प्राप्त होती है।

हाइड्रोजन परमाणु और हाइड्रोजन जैसे आयन।

हाइड्रोजन परमाणु (Z = 1) द्वारा उत्सर्जित (अवशोषित) प्रकाश की आवृत्ति के लिए सूत्र:

यह सूत्र प्रयोगात्मक रूप से I.Ya द्वारा पाया गया था। बामर क्वांटम यांत्रिकी के निर्माण से बहुत पहले और सैद्धांतिक रूप से बोह्र द्वारा प्राप्त किया गया था

लाइमैन श्रृंखला पराबैंगनी क्षेत्र में स्थित है। जो ऊपरी ऊर्जा स्तरों से निम्नतम तक संक्रमण के दौरान बनता है, स्पेक्ट्रम के दृश्य और निकट पराबैंगनी क्षेत्रों में एक बामर श्रृंखला होती है, जो ऊपरी ऊर्जा स्तरों से दूसरे तक संक्रमण के परिणामस्वरूप उत्पन्न होती है।

पसज़ेक श्रृंखला अवरक्त क्षेत्र में स्थित है, जो ऊपरी ऊर्जा स्तर से तीसरे तक संक्रमण के दौरान होती है

ऐसा लग सकता है कि परमाणु हाइड्रोजन का स्पेक्ट्रम कम आवृत्तियों के संदर्भ में सीमित नहीं है, क्योंकि n बढ़ने पर ऊर्जा का स्तर मनमाने ढंग से करीब हो जाता है। हालाँकि, वास्तव में, ऐसे स्तरों के बीच संक्रमण की संभावना इतनी कम है कि व्यावहारिक रूप से ये परिवर्तन देखे नहीं जाते हैं।

परमाणु वर्णक्रमीय विश्लेषण के लिए, उत्सर्जन स्पेक्ट्रा और अवशोषण स्पेक्ट्रा दोनों का उपयोग किया जाता है (अवशोषण परमाणु वर्णक्रमीय विश्लेषण)। चिकित्सा उद्देश्यों के लिए, उत्सर्जन विश्लेषण मुख्य रूप से शरीर के ऊतकों में ट्रेस तत्वों, स्वच्छ उद्देश्यों के लिए डिब्बाबंद खाद्य पदार्थों में धातु परमाणुओं की छोटी मात्रा, फोरेंसिक उद्देश्यों के लिए शव के ऊतकों में कुछ तत्वों आदि को निर्धारित करने के लिए कार्य करता है।

यह लेख बताता है कि ऊर्जा स्तर की खोज कब हुई थी। और यह भी कि उन्हें कैसे समझाया गया और एक परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा की मात्रा निर्धारित करने जैसी पदार्थ की संपत्ति का उपयोग कैसे किया जाता है।

बिजली और संगमरमर

पदार्थों की संरचना में मानवता की दिलचस्पी तब से बढ़ी है जब से भोजन की चिंता किए बिना अमूर्त प्रश्न पूछना संभव हो गया है। बिजली, बाढ़ और सूखे जैसी खतरनाक घटनाओं ने भयावहता पैदा कर दी। आस-पास क्या हो रहा था यह समझाने में असमर्थता ने क्रोधित देवताओं के विचार को जन्म दिया जिन्होंने बलिदान की मांग की। और हर दिन लोग अगली प्रलय के लिए तैयार रहने के लिए किसी तरह मौसम की भविष्यवाणी करना सीखने का प्रयास करते थे। प्राचीन यूनानियों को एहसास हुआ कि पदार्थ बहुत छोटे कणों से बने होते हैं। उन्होंने देखा कि संगमरमर की सीढ़ियाँ, जिन पर कई लोग दशकों से चले थे, आकार बदलते हैं, जिसका अर्थ है कि प्रत्येक पैर पत्थर का कुछ हिस्सा अपने साथ ले जाता है। इस खोज से लेकर ऊर्जा स्तर क्या हैं की अवधारणा तक, यह समय और ज्ञान की मात्रा दोनों में बहुत दूर है। हालाँकि, यह ठीक वही टिप्पणी थी, जो तीन हजार साल से भी पहले की गई थी, जिसने हमारे विज्ञान को उसके आधुनिक स्वरूप में ला दिया।

रदरफोर्ड और बोहर

बीसवीं सदी की शुरुआत में, बिजली के प्रयोगों के लिए धन्यवाद, यह पहले से ही ज्ञात था कि किसी पदार्थ के सभी रासायनिक गुणों को धारण करने वाला न्यूनतम कण एक परमाणु है। सामान्य तौर पर, यह विद्युत रूप से तटस्थ था, लेकिन इसमें सकारात्मक और नकारात्मक तत्व शामिल थे। वैज्ञानिकों को यह पता लगाने की जरूरत है कि वे कैसे वितरित होते हैं। कई मॉडल प्रस्तावित किए गए, जिनमें से एक को "किशमिश बन" भी कहा गया। रदरफोर्ड के प्रसिद्ध प्रयोग से पता चला कि परमाणु के केंद्र में एक भारी सकारात्मक नाभिक होता है, जबकि नकारात्मक चार्ज छोटे प्रकाश इलेक्ट्रॉनों में केंद्रित होता है जो परिधि पर घूमते हैं। एक परमाणु में इलेक्ट्रॉनों के ऊर्जा स्तर और उनकी खोज की प्रक्रिया ने भौतिकी को एक सफलता की ओर अग्रसर किया। मैक्सवेल के समीकरणों के अनुसार, कोई भी गतिमान आवेशित वस्तु एक क्षेत्र उत्पन्न करती है, जो लगातार अंतरिक्ष में ऊर्जा उत्सर्जित करती है। इस प्रकार, सवाल उठता है: इलेक्ट्रॉन परमाणुओं में क्यों घूमते हैं, लेकिन उत्सर्जित नहीं होते हैं और नाभिक पर नहीं गिरते हैं, जिससे ऊर्जा खो जाती है? बोह्र के अभिधारणाओं के लिए धन्यवाद, यह स्पष्ट हो गया कि इलेक्ट्रॉन एक परमाणु में कुछ ऊर्जा स्तरों पर कब्जा कर लेते हैं, और, इन स्थिर कक्षाओं में होने के कारण, वे ऊर्जा नहीं खोते हैं। इस सैद्धांतिक थीसिस को भौतिक औचित्य की आवश्यकता थी।

प्लैंक और लेजर

जब मैक्स प्लैंक ने कुछ समीकरणों के समाधान को सरल बनाने की कोशिश करते हुए क्वांटम की अवधारणा पेश की, तो भौतिकी में एक नए युग की शुरुआत हुई। इसे गैर-शास्त्रीय काल कहा जाता है और यह कई महत्वपूर्ण खोजों से जुड़ा है जिन्होंने मानव जाति के जीवन को मौलिक रूप से बदल दिया। चिकित्सा में पेनिसिलिन की तरह, भौतिकी में क्वांटम ने ज्ञान की पूरी प्रणाली में क्रांति ला दी। यह उल्लेखनीय है कि नए सूत्रों ने इनकार नहीं किया, बल्कि, इसके विपरीत, पिछले निष्कर्षों की पुष्टि की। वॉल्यूमेट्रिक निकायों, मैक्रो-दूरियों और सामान्य वेगों की स्थितियों के तहत, वे परिचित और समझने योग्य कानूनों में बदल गए। क्वांटम भौतिकी ने कई सवालों के जवाब देने में मदद की है, जिसमें यह भी शामिल है कि परमाणु में इलेक्ट्रॉनों का ऊर्जा स्तर क्यों होता है। यह स्पष्ट हो गया कि इलेक्ट्रॉन एक कक्षा से दूसरी कक्षा में जा सकते हैं। इस मामले में, छलांग की दिशा के आधार पर, ऊर्जा का अवशोषण या उत्सर्जन हुआ। पदार्थों के कई गुण इन आकस्मिक परिवर्तनों पर आधारित होते हैं। इस तथ्य के कारण कि परमाणुओं में ऊर्जा का स्तर होता है, लेजर काम करता है, स्पेक्ट्रोस्कोपी मौजूद है, और नई सामग्री बनाना संभव है।

तरंग और फोटॉन

हालाँकि, ऊर्जा परिमाणीकरण की घटना स्वयं इस बात की स्पष्ट व्याख्या नहीं देती है कि कुछ स्तर स्थिर क्यों हैं और किसी परमाणु में कक्षा से नाभिक तक की दूरी क्यों निर्भर करती है। बचाव के लिए आया अपरंपरागत विचार. यह सब एक ही वस्तु पर विभिन्न प्रयोगों के परिणामों के बीच विसंगति के साथ शुरू हुआ। कुछ मामलों में, वे उन कणों की तरह व्यवहार करते थे जिनमें द्रव्यमान होता है और इसलिए, जड़ता होती है: उन्होंने प्लेटों को घुमाया, ब्लेडों को घुमाया। दूसरों में - तरंगों के एक समूह के रूप में जो एक दूसरे को काटने, बुझाने या बढ़ाने में सक्षम हैं (उदाहरण के लिए, फोटॉन, प्रकाश वाहक)। परिणामस्वरूप, वैज्ञानिकों को यह स्वीकार करना पड़ा: इलेक्ट्रॉन कण और तरंग दोनों हैं। तथाकथित तरंग-कण द्वंद्व ने परमाणु के ऊर्जा स्तर की व्याख्या की। एक तरंग की तरह, एक वृत्त में घूमने वाला एक इलेक्ट्रॉन अपने आप पर आरोपित हो जाता है। इस प्रकार, यदि "सिर" का अधिकतम "पूंछ" के न्यूनतम के साथ मेल खाता है, तो लहर फीकी पड़ जाती है। केंद्र से कुछ दूरी पर, मैक्सिमा मेल खाता है, और इलेक्ट्रॉन मौजूद रह सकता है, जैसे कि लगातार खुद का समर्थन करते हुए, परमाणु के ऊर्जा स्तर का निर्माण करता है।

रसायन विज्ञान और इलेक्ट्रॉन

अध्ययन की प्रक्रिया में रासायनिक गुणपदार्थ, यह पता चला कि उनमें से प्रत्येक का अपना स्तर है। अर्थात्, हीलियम की तस्वीर हाइड्रोजन से भिन्न होती है, हालाँकि उनके परमाणु क्रमांक में केवल एक का अंतर होता है। रासायनिक तत्वों के परमाणुओं का ऊर्जा स्तर उन पर निर्भर करता है कुल गणना. यही है, यह पता चला है कि ऊपरी इलेक्ट्रॉन "दबाव" लगते हैं निचले स्तर, उन्हें स्थानांतरित होने के लिए मजबूर करना। किसी परमाणु के ऊर्जा आवरण की संरचना के अपने नियम होते हैं, जो चार मुख्य क्वांटम संख्याओं द्वारा निर्धारित होते हैं। उन्हें जानकर, प्रत्येक प्रकार के रासायनिक तत्व के लिए इलेक्ट्रॉनों के ऊर्जा स्तर की गणना करना आसान है।

आज हम आपको बताएंगे कि किसी परमाणु का ऊर्जा स्तर क्या होता है, जब कोई व्यक्ति इस अवधारणा का सामना करता है और इसे कहां लागू किया जाता है।

स्कूल भौतिकी

लोग पहली बार मिलते हैं प्राकृतिक विज्ञानस्कूल में। और अगर अध्ययन के सातवें वर्ष में बच्चों को जीव विज्ञान और रसायन विज्ञान में नया ज्ञान अभी भी दिलचस्प लगता है, तो हाई स्कूल में वे उनसे डरने लगते हैं। जब आपकी बारी हो परमाणु भौतिकी, इस अनुशासन के पाठ पहले से ही समझ से बाहर कार्यों के प्रति केवल घृणा पैदा करते हैं। हालाँकि, यह याद रखने योग्य है कि सभी खोजें अब उबाऊ हो गई हैं स्कूल के विषय, एक गैर-तुच्छ कहानी और एक संपूर्ण शस्त्रागार उपयोगी अनुप्रयोग. यह पता लगाना कि दुनिया कैसे काम करती है, एक बक्से को खोलने जैसा है जिसके अंदर कुछ दिलचस्प है: आप हमेशा गुप्त डिब्बे को ढूंढना चाहते हैं और वहां एक और खजाना खोजना चाहते हैं। आज हम बुनियादी भौतिकी में से एक, पदार्थ की संरचना के बारे में बात करेंगे।

अविभाज्य, समग्र, क्वांटम

प्राचीन ग्रीक भाषा से "परमाणु" शब्द का अनुवाद "अविभाज्य, सबसे छोटा" के रूप में किया गया है। यह विचार विज्ञान के इतिहास का परिणाम है। कुछ प्राचीन यूनानियों और भारतीयों का मानना ​​था कि दुनिया में हर चीज़ छोटे-छोटे कणों से बनी है।

में आधुनिक इतिहासभौतिक अनुसंधान की तुलना में बहुत पहले किए गए थे। सत्रहवीं और अठारहवीं शताब्दी के विद्वानों ने मुख्य रूप से देश, राजा या ड्यूक की सैन्य शक्ति को बढ़ाने के लिए काम किया। और विस्फोटक और बारूद बनाने के लिए, यह समझना आवश्यक था कि उनमें क्या शामिल है। परिणामस्वरूप, शोधकर्ताओं ने पाया कि कुछ तत्वों को एक निश्चित स्तर से अधिक अलग नहीं किया जा सकता है। इसका मतलब यह है कि रासायनिक गुणों के सबसे छोटे वाहक हैं।

लेकिन वे ग़लत थे. परमाणु एक मिश्रित कण निकला, और इसकी परिवर्तन करने की क्षमता प्रकृति में क्वांटम है। यह परमाणु के ऊर्जा स्तरों में परिवर्तन से भी प्रमाणित होता है।

सकारात्मक और नकारात्मक

उन्नीसवीं सदी के अंत में वैज्ञानिक पदार्थ के सबसे छोटे कणों का अध्ययन करने के करीब पहुँच गये। उदाहरण के लिए, यह स्पष्ट था: एक परमाणु में सकारात्मक और नकारात्मक दोनों तरह के घटक होते हैं। लेकिन यह अज्ञात था: इसके तत्वों का स्थान, अंतःक्रिया और वजन अनुपात एक रहस्य बना रहा।

रदरफोर्ड ने पतले अल्फा कणों के प्रकीर्णन पर एक प्रयोग किया, जिससे पता चला कि परमाणुओं के केंद्र में भारी सकारात्मक तत्व होते हैं, और किनारों पर बहुत हल्के नकारात्मक तत्व स्थित होते हैं। इसका मतलब यह है कि अलग-अलग चार्ज के वाहक नहीं हैं समान मित्रकण एक दूसरे पर। इससे परमाणुओं के आवेश की व्याख्या हुई: उनमें एक तत्व जोड़ा जा सकता था या एक हटाया जा सकता था। पूरे सिस्टम की तटस्थता बनाए रखने वाला संतुलन बाधित हो गया और परमाणु ने चार्ज प्राप्त कर लिया।

इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन, न्यूट्रॉन

बाद में यह पता चला कि प्रकाश नकारात्मक कण इलेक्ट्रॉन होते हैं, और एक भारी सकारात्मक नाभिक में दो प्रकार के न्यूक्लियॉन (प्रोटॉन और न्यूट्रॉन) होते हैं। प्रोटॉन न्यूट्रॉन से केवल इस मायने में भिन्न थे कि प्रोटॉन सकारात्मक रूप से चार्ज और भारी थे, जबकि प्रोटॉन में केवल द्रव्यमान था। नाभिक की संरचना और आवेश को बदलना कठिन है: इसके लिए अविश्वसनीय ऊर्जा की आवश्यकता होती है। लेकिन एक परमाणु एक इलेक्ट्रॉन द्वारा अधिक आसानी से विभाजित हो जाता है। अधिक विद्युत ऋणात्मक परमाणु होते हैं जो एक इलेक्ट्रॉन को "छीनने" के लिए अधिक इच्छुक होते हैं, और कम विद्युत ऋणात्मक परमाणु होते हैं जो इसे "छोड़ने" की अधिक संभावना रखते हैं। इस प्रकार परमाणु का आवेश बनता है: यदि इलेक्ट्रॉनों की अधिकता है, तो यह नकारात्मक है, और यदि कमी है, तो यह सकारात्मक है।

ब्रह्माण्ड का दीर्घ जीवन

लेकिन इस परमाणु संरचना ने वैज्ञानिकों को हैरान कर दिया। उस समय की प्रचलित शास्त्रीय भौतिकी के अनुसार, एक इलेक्ट्रॉन, जो लगातार नाभिक के चारों ओर घूम रहा था, को लगातार विद्युत चुम्बकीय तरंगें उत्सर्जित करनी चाहिए थीं। चूँकि इस प्रक्रिया का अर्थ है ऊर्जा की हानि, सभी नकारात्मक कण जल्द ही अपनी गति खो देंगे और कोर पर गिरेंगे। हालाँकि, ब्रह्मांड बहुत लंबे समय से अस्तित्व में है, और विश्वव्यापी तबाही अभी तक नहीं हुई है। पदार्थ के बहुत पुराने होने का विरोधाभास पनप रहा था।

बोह्र की अभिधारणाएँ

बोह्र की अभिधारणाएँ विसंगति को समझाने में सक्षम थीं। तब ये केवल कथन थे, अज्ञात में छलांग, जो गणना या सिद्धांत द्वारा समर्थित नहीं थे। अभिधारणाओं के अनुसार, परमाणु में इलेक्ट्रॉनों का ऊर्जा स्तर था। प्रत्येक नकारात्मक आवेशित कण केवल इन्हीं स्तरों पर हो सकता है। ऑर्बिटल्स (जैसा कि स्तर कहा जाता है) के बीच संक्रमण एक छलांग द्वारा किया जाता है, जिसके दौरान विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा की एक मात्रा जारी या अवशोषित होती है।

प्लांक की क्वांटम की खोज ने बाद में इलेक्ट्रॉनों के इस व्यवहार को समझाया।

प्रकाश और परमाणु

संक्रमण के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा परमाणु के ऊर्जा स्तरों के बीच की दूरी पर निर्भर करती है। क्या रहे हैं अगला दोस्तएक दूसरे से, उत्सर्जित या अवशोषित मात्रा जितनी अधिक होगी।

जैसा कि आप जानते हैं, प्रकाश विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की एक मात्रा है। इस प्रकार, जब किसी परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन उच्चतर से उच्चतर की ओर बढ़ता है कम स्तर, वह प्रकाश बनाता है। इस मामले में, विपरीत नियम भी लागू होता है: जब कोई विद्युत चुम्बकीय तरंग किसी वस्तु पर गिरती है, तो यह उसके इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करती है, और वे उच्च कक्षीय में चले जाते हैं।

इसके अलावा, प्रत्येक प्रकार के रासायनिक तत्व के लिए परमाणु का ऊर्जा स्तर अलग-अलग होता है। ऑर्बिटल्स के बीच की दूरी का पैटर्न हाइड्रोजन और सोना, टंगस्टन और तांबा, ब्रोमीन और सल्फर के लिए भिन्न होता है। इसलिए, किसी भी वस्तु (तारों सहित) के उत्सर्जन स्पेक्ट्रा का विश्लेषण स्पष्ट रूप से यह निर्धारित करता है कि इसमें कौन से पदार्थ और किस मात्रा में मौजूद हैं।

इस पद्धति का उपयोग अविश्वसनीय रूप से व्यापक रूप से किया जाता है। वर्णक्रमीय विश्लेषण का उपयोग किया जाता है:

• अपराधशास्त्र में;
• भोजन और पानी की गुणवत्ता नियंत्रण में;
• माल के उत्पादन में;
• नई सामग्रियों के निर्माण में;
• प्रौद्योगिकी में सुधार में;
• वैज्ञानिक प्रयोगों में;
• तारों के अध्ययन में.

यह सूची मोटे तौर पर यह दर्शाती है कि परमाणु में इलेक्ट्रॉनिक स्तर की खोज कितनी उपयोगी साबित हुई। इलेक्ट्रॉनिक स्तर सबसे कठिन और सबसे बड़े हैं। इसमें बेहतर कंपनात्मक और यहां तक ​​कि बेहतर घूर्णी स्तर भी हैं। लेकिन वे केवल जटिल यौगिकों - अणुओं और ठोसों के लिए प्रासंगिक हैं।

यह कहा जाना चाहिए कि नाभिक की संरचना का अभी तक पूरी तरह से अध्ययन नहीं किया गया है। उदाहरण के लिए, इस सवाल का कोई जवाब नहीं है कि प्रोटॉन की एक निश्चित संख्या बिल्कुल न्यूट्रॉन की संख्या से मेल क्यों खाती है। वैज्ञानिकों का सुझाव है कि परमाणु नाभिक में इलेक्ट्रॉनिक स्तरों के कुछ एनालॉग भी होते हैं। हालाँकि, यह अभी तक सिद्ध नहीं हुआ है।